JP6116553B2 - Method and apparatus for measuring liquid flow rate - Google Patents

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Description

本発明は、流量メータの分野に関する。特に本発明は、液体の体積流量を正確に判定することができる流量メータに関する。   The present invention relates to the field of flow meters. In particular, the present invention relates to a flow meter that can accurately determine the volume flow rate of a liquid.

流量測定は、多くの分野において重要である。例えば多くの工業プロセスは、プロセスを適切に制御するため、様々な導管を介して流量を測定することが必要である。液体または気体を測定することが必要なその他用途には、ガス、オイル、水などの製品を消費者へ届けることが含まれる。   Flow measurement is important in many fields. For example, many industrial processes require measuring flow rates through various conduits in order to properly control the process. Other applications that require measuring liquids or gases include delivering products such as gas, oil, and water to consumers.

医療分野において、液体測定は、被験者の尿排出量や薬剤の静脈投与に対して適用される場合がある。急性腎損傷(AKI)は、特に救命救急診療や手術室において、病院患者にとってよく起こる問題である。しかし、AKIのリスクと進行を評価および分類する条件を医学が見出したのは、最近になってのことである。これら条件は、AKIの進行における5つの主要ステージを特定している。リスク(Risk)、障害(Injury)、機能不全(Failure)、腎機能の持続的喪失(Loss)、末期腎不全(End stage renal disease)(これらのイニシャルをとってRIFLE分類として知られている)である。RIFLEの成功に基づき、AKIの問題に取り組む先進的医師の国際的専門家集団により、急性腎不全ネットワーク(AKIN)が形成された。AKINは、RIFLEを支持し推進している。また彼らは、AKIN分類と呼ばれるRIFLEの修正版を提案した。RIFLE−AKIN分類は、AKIを抑制する有用なツールを提供している。これら分類は、クレアチニンクリアランスと尿排出量を測定することを含む。クレアチニンクリアランスは、AKIが既に発生したことのみを示す、非常に後段階における指標である。腎機能の測定結果としての尿排出量は通常、日次ベースまたは時間シフト(例えば8時間毎)ベースで評価される。   In the medical field, liquid measurement may be applied to urine output of a subject or intravenous administration of a drug. Acute kidney injury (AKI) is a common problem for hospital patients, especially in critical care and operating rooms. However, it is only recently that medical has found conditions for assessing and classifying AKI risk and progression. These conditions identify five major stages in the progression of AKI. Risk, Injury, Failure, Failure of Renal Function (Loss), End Stage Renal Disease (known as the RIFLE classification for these initials) It is. Based on the success of RIFLE, an acute renal failure network (AKIN) was formed by an international expert group of advanced physicians addressing the AKI problem. AKIN supports and promotes RIFLE. They also proposed a modified version of RIFLE called the AKIN classification. The RIFLE-AKIN classification provides a useful tool to suppress AKI. These classifications include measuring creatinine clearance and urine output. Creatinine clearance is a very late indicator that only indicates that AKI has already occurred. Urine output as a result of measuring renal function is usually assessed on a daily basis or a time shift (eg every 8 hours) basis.

熱伝達流量メータは、加熱素子と2つの温度センサ(ヒータの上流と下流またはヒータに隣接)を用いて、流量を継続的に測定する。2つの温度計間の温度差を測定することにより、流量が計算される。これに代えて、ヒータにおける液体の周辺温度以上の一定値に温度を維持し、そのために必要なエネルギーを監視することにより、流量を計算することもできる。   The heat transfer flow meter continuously measures the flow rate using a heating element and two temperature sensors (upstream and downstream of the heater or adjacent to the heater). By measuring the temperature difference between the two thermometers, the flow rate is calculated. Alternatively, the flow rate can be calculated by maintaining the temperature at a constant value equal to or higher than the ambient temperature of the liquid in the heater and monitoring the energy required for this.

図1は、従来技術における熱量流量メータの基本配置を概略的に示す。液体はチューブ100を矢印で示す方向に流れる。チューブの側壁内またはチューブ内のいずれかの場所に、加熱素子120が配置される。温度センサ110は温度Tiを測定し、温度センサ112は温度Tjを測定し、これらセンサはそれぞれヒータ120の上流と下流に配置されている。等温線130、131、132は、加熱素子に対して入力されたパワーの結果として得られる温度分布を示す。T130>T131>T132である。   FIG. 1 schematically shows the basic arrangement of a heat quantity flow meter in the prior art. The liquid flows through the tube 100 in the direction indicated by the arrow. A heating element 120 is placed either in the side wall of the tube or in the tube. The temperature sensor 110 measures the temperature Ti, the temperature sensor 112 measures the temperature Tj, and these sensors are arranged upstream and downstream of the heater 120, respectively. The isotherms 130, 131, 132 show the temperature distribution obtained as a result of the power input to the heating element. T130> T131> T132.

流量を求める計算は、以下の式によってなされる:

Figure 0006116553
The calculation to determine the flow rate is made by the following formula:
Figure 0006116553

上記式において用いる記号を、以下の表に定義する:

Figure 0006116553
The symbols used in the above formula are defined in the following table:
Figure 0006116553

熱伝達流量メータの関連するタイプ、特に定温流量メータとして知られているものは、図1と同様の構成を用いる。ただし温度センサ112は、加熱素子120に隣接し、またはこれと統合されている。この構成において、加熱素子120は、センサ110が測定する温度Ti以上の規定固定差分温度Tj(センサ112によって測定される)まで加熱される。流体によって持ち去られる熱量は、流量に依拠する。ヒータ120の温度は、印加する電流を調整することにより一定に維持される。式3に示すように、固定温度差ΔTを維持するために必要な電流値(I)により、流量を計算することができる。   Related types of heat transfer flow meters, particularly those known as constant temperature flow meters, use a configuration similar to FIG. However, the temperature sensor 112 is adjacent to or integrated with the heating element 120. In this configuration, the heating element 120 is heated to a specified fixed differential temperature Tj (measured by the sensor 112) equal to or higher than the temperature Ti measured by the sensor 110. The amount of heat carried away by the fluid depends on the flow rate. The temperature of the heater 120 is kept constant by adjusting the applied current. As shown in Equation 3, the flow rate can be calculated from the current value (I) necessary to maintain the fixed temperature difference ΔT.

上述の従来技術における熱量流量メータの基本構成において、温度がTjに達するまで加熱素子120によって液体に対して熱が加えられる。この時点において加熱素子はOFFされ、温度が元の値Tiまで戻る時間が測定される。最初の測定点の時刻は正確に分かっているが、2番目の測定を実施すべき正確な時刻を判定することは困難である。温度は安定値に近づくにつれて比較的ゆっくり変化するからである。また、流量を繰り返し測定するとき、液体の周辺温度はゆっくり上昇し、したがって液体のTiの正確な値を得ることができない。さらに、従来の熱量流量メータはエネルギーを加熱素子へ継続的に供給することが必要であるため、これを用いるのはエネルギー効率がよくない。   In the basic configuration of the above-described conventional heat quantity flow meter, heat is applied to the liquid by the heating element 120 until the temperature reaches Tj. At this point, the heating element is turned off and the time for the temperature to return to the original value Ti is measured. Although the time of the first measurement point is known accurately, it is difficult to determine the exact time at which the second measurement should be performed. This is because the temperature changes relatively slowly as it approaches a stable value. Also, when the flow rate is measured repeatedly, the ambient temperature of the liquid rises slowly, so that an accurate value for the liquid Ti cannot be obtained. Furthermore, since the conventional calorific flow meter needs to continuously supply energy to the heating element, it is not energy efficient to use it.

したがって本発明の目的は、簡易かつ正確に液体の流量を判定する方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for determining the flow rate of liquid easily and accurately.

本発明の他の目的は、簡易でコスト効果が高く正確な流量メータを提供することである。   Another object of the present invention is to provide a simple, cost effective and accurate flow meter.

本発明の他の目的は、エネルギー必要量が少ない流量メータを提供することである。   Another object of the present invention is to provide a flow meter with low energy requirements.

本発明のその他の目的および利点は、以下の説明により明らかになるであろう。   Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

本発明の第1側面は、導管を流れる液体の体積流量を測定する装置である。前記装置は以下の構成を備える:
a)前記導管内の前記液体と熱的に接触した加熱素子であって、流れる前記液体に対して既知の熱量を供給するように構成された、加熱素子;
b)前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサ;
c)少なくともプロセッサ、入力手段、メモリ部、ディスプレイデバイス、出力手段のいずれか1つを備えた制御システムであって、前記制御システムの各前記構成要素は以下のように構成されている、制御システム;
i)前記加熱素子を動作させて前記既知の熱量を供給する;
ii)前記温度センサから前記加熱素子の前記瞬時温度の測定結果を受け取る;
iii)前記メモリ部内にあらかじめ格納されている、前記加熱素子の温度変化と前記液体の既知の流量とを関連付ける較正データを取得する;
iv)前記既知の熱量、前記加熱素子の瞬時温度の測定結果、および前記あらかじめ格納されている較正データを用いて、前記体積流量を判定する。
The first aspect of the present invention is an apparatus for measuring the volume flow rate of a liquid flowing through a conduit. The apparatus comprises the following configuration:
a) a heating element in thermal contact with the liquid in the conduit, the heating element configured to supply a known amount of heat to the flowing liquid;
b) a temperature sensor configured to measure the instantaneous temperature of the heating element;
c) A control system including at least one of a processor, an input unit, a memory unit, a display device, and an output unit, wherein each component of the control system is configured as follows. ;
i) operating the heating element to supply the known amount of heat;
ii) receiving a measurement result of the instantaneous temperature of the heating element from the temperature sensor;
iii) obtaining calibration data stored in advance in the memory unit and relating the temperature change of the heating element and the known flow rate of the liquid;
iv) The volume flow rate is determined using the known heat quantity, the measurement result of the instantaneous temperature of the heating element, and the calibration data stored in advance.

前記装置の実施形態において、前記制御システムの構成要素は、少なくとも以下の1つを実施するように構成されている:
a)前記装置の動作に関する情報および前記装置の構成要素によって測定または判定された前記液体の特性に関する情報を格納しユーザに対して表示する;
b)測定した温度の瞬時値または履歴値および前記液体と前記装置に関するその他の情報を遠隔場所に対して送信する;
c)他システムに対する入力として用いることができる信号を送信する;
d)前記流量または前記液体のその他の測定された特性における所定の変化が存在する場合、警告を送信する。
In the apparatus embodiment, the components of the control system are configured to implement at least one of the following:
a) storing and displaying to the user information relating to the operation of the device and information relating to the properties of the liquid measured or determined by components of the device;
b) sending an instantaneous or historical value of the measured temperature and other information about the liquid and the device to a remote location;
c) send a signal that can be used as an input to another system;
d) Send a warning if there is a predetermined change in the flow rate or other measured property of the liquid.

前記装置の実施形態は、少なくとも以下のいずれかを備える:
a)測定箇所の上流に配置されたバブルトラップ;
b)前記測定箇所の上流に配置されたガス透過薄膜。
Embodiments of the apparatus comprise at least any of the following:
a) a bubble trap placed upstream of the measurement point;
b) A gas permeable thin film disposed upstream of the measurement location.

前記装置は、前記導管に接続し、またはその一部として構成することができる。前記装置の実施形態において、前記導管は被験者から通じるカテーテルまたは排出チューブである。前記装置の前記制御システムは、急性腎不全のリスクとそのステージを検出するように構成することができる。   The device can be connected to or configured as part of the conduit. In an embodiment of the device, the conduit is a catheter or drain tube leading from the subject. The control system of the device can be configured to detect the risk of acute renal failure and its stage.

本発明の第2側面は、導管を流れる液体の体積流量をリアルタイム測定する方法である。前記方法は、流れる前記液体と熱的に接触し、流れる前記液体に対して既知の熱量を供給するように構成された加熱素子;前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサ;プロセッサとメモリ部を有する制御システム;を備える装置を用いる。前記方法は以下のステップを有する:
i)前記加熱素子の温度Tiを測定するステップ;
ii)前記加熱素子を動作させて流れる前記液体に対して既知の熱量を供給するステップ;
iii)流れる前記液体に対して前記既知の熱量を供給した直後に前記加熱素子の温度Tjを測定するステップ;
iv)測定結果からΔT=Tj−Tiの値を判定するステップ;
v)前記既知の熱量について構築された較正テーブル、グラフ、または数学的関係をメモリから呼び出し、前記較正テーブル、グラフ、または数学的関係から前記測定したΔTの値に対応する前記流量を判定するステップ。
The second aspect of the present invention is a method for measuring in real time the volumetric flow rate of liquid flowing through a conduit. A heating element configured to thermally contact the flowing liquid and to supply a known amount of heat to the flowing liquid; a temperature sensor configured to measure an instantaneous temperature of the heating element; A control system having a processor and a memory unit is used. The method has the following steps:
i) measuring the temperature Ti of the heating element;
ii) operating the heating element to supply a known amount of heat to the flowing liquid;
iii) measuring the temperature Tj of the heating element immediately after supplying the known amount of heat to the flowing liquid;
iv) determining a value of ΔT = Tj−Ti from the measurement result;
v) Recalling a calibration table, graph, or mathematical relationship constructed for the known heat quantity from memory and determining the flow rate corresponding to the measured ΔT value from the calibration table, graph, or mathematical relationship. .

本発明に係る方法の実施形態は、被験者から通じるカテーテルまたは排出チューブを介して前記液体の体積流量を測定するように構成されている。前記流れる液体は尿である場合がある。前記流れる液体が尿である方法の実施形態において、測定結果を用いて急性腎不全のリスクおよびそのステージを検出することができる。   An embodiment of the method according to the invention is configured to measure the volumetric flow rate of the liquid via a catheter or drain tube leading from the subject. The flowing liquid may be urine. In an embodiment of the method wherein the flowing liquid is urine, the measurement result can be used to detect the risk of acute renal failure and its stage.

本発明の他側面は、導管を流れる液体と熱的に接触しており前記流れる液体に対して既知の熱量を供給するように構成された加熱素子と、前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサとを用いて、前記加熱素子によって供給された既知の熱量の測定値ΔTに対応する前記流量の値を判定するために用いることができる較正テーブル、グラフ、または数学的関係を構築する方法である。前記方法は以下のステップを有する:
a)前記流量を既知の固定値に調整するステップ;
b)前記加熱素子の温度Tiを測定するステップ;
c)前記加熱素子を動作させて前記流れる液体に対して前記既知の熱量を供給するステップ;
d)前記既知の熱量が前記流れる液体に対して供給された直後に前記加熱素子の温度Tjを測定するステップ;
e)ΔT=Tj−Tiを判定するステップ;
f)前記流量の値、前記熱量、およびΔTをメモリ部へ格納するステップ;
g)複数の流量の既知の値に対してステップaからfを繰り返すステップ。
Another aspect of the present invention is a heating element that is in thermal contact with a liquid flowing through a conduit and configured to supply a known amount of heat to the flowing liquid, and to measure the instantaneous temperature of the heating element. A calibration table, graph, or mathematical relationship that can be used to determine a value of the flow rate that corresponds to a known calorimetric measurement ΔT supplied by the heating element using a temperature sensor configured to Is a way to build. The method has the following steps:
a) adjusting the flow rate to a known fixed value;
b) measuring the temperature Ti of the heating element;
c) operating the heating element to supply the known amount of heat to the flowing liquid;
d) measuring the temperature Tj of the heating element immediately after the known amount of heat is supplied to the flowing liquid;
e) determining ΔT = Tj−Ti;
f) storing the value of the flow rate, the amount of heat, and ΔT in a memory unit;
g) repeating steps a to f for known values of a plurality of flow rates.

本発明の上記およびその他の特徴と利点は、以下の実施例および添付する図面を参照することによって容易に明らかになるであろう。   These and other features and advantages of the present invention will be readily apparent by reference to the following examples and accompanying drawings.

従来技術における熱伝達流量メータの基本構成を概略的に示す。The basic composition of the heat transfer flow meter in a prior art is shown roughly. 本発明の実施形態に基づく、通過する液体の流量を測定するため用いられる部品を備える導管の断面を概略的に示す。1 schematically shows a cross-section of a conduit with components used to measure the flow rate of liquid passing therethrough, according to an embodiment of the invention. 装置に対して印加される単一の加熱パルスおよび対応する温度変化対時間のグラフを概略的に示す。1 schematically shows a single heating pulse applied to the device and the corresponding temperature change versus time graph; 装置に対して印加される単一の加熱パルスおよび対応する温度変化対時間のグラフを概略的に示す。1 schematically shows a single heating pulse applied to the device and the corresponding temperature change versus time graph; 装置に対して印加される単一の加熱パルスおよび対応する温度変化対時間のグラフを概略的に示す。1 schematically shows a single heating pulse applied to the device and the corresponding temperature change versus time graph; 3つの連続する加熱パルスおよび対応する温度変化対時間を概略的に示す。3 schematically shows three successive heating pulses and the corresponding temperature change versus time. 装置に対して印加されるパワーおよび温度変化積分対時間のグラフを概略的に示す。Figure 3 schematically shows a graph of power and temperature change integration versus time applied to the device. 本発明の1実施形態に基づく、カテーテルを挿入した被験者からの尿の流量を測定するシステムを概略的に示す。1 schematically illustrates a system for measuring urine flow from a subject with a catheter inserted, according to one embodiment of the present invention.

本発明は、導管を流れる液体の流量を測定する方法および装置に関するものである。前記装置は、簡易で、コストおよびエネルギー効率がよく、温度センサを1つのみ用いる精度良い方法によって、液体の体積流量を正確に測定するように構成された流量メータに基づいている。前記方法は、流れる液体に対して熱エネルギーのパルスを印加するステップ、および時間とエネルギー入力の関数として温度上昇を測定するステップに基づいている。これら測定結果を、既知の流量について同様の測定を実施することにより作成された較正テーブルと比較することにより、流量を判定することができる。アプリケーションの1つは、カテーテルを挿入した被験者が排泄した尿の流量を測定するものであり、本発明に係る方法と装置の特徴を示すため以下にこれを説明する。   The present invention relates to a method and apparatus for measuring the flow rate of liquid flowing through a conduit. The device is based on a flow meter configured to accurately measure the volumetric flow rate of a liquid in a simple, cost effective and energy efficient manner and with an accurate method using only one temperature sensor. The method is based on applying a pulse of thermal energy to the flowing liquid and measuring the temperature rise as a function of time and energy input. The flow rate can be determined by comparing these measurement results with a calibration table created by performing a similar measurement for a known flow rate. One application is to measure the flow of urine excreted by a subject who has inserted a catheter, which will be described below to illustrate the features of the method and apparatus according to the present invention.

図2は、矢印で示す方向に通過する液体の熱量流量を測定するため用いられる部品を備える導管200(例えば、チューブ、カテーテル、またはパイプ)の断面を概略的に示す。加熱素子220は、導管200内に配置され、流れる液体に対して直接的に挿入されている。他実施形態において、素子220は導管の壁の熱伝導部上に配置される。リード221を介して電圧を印加することにより、加熱素子220に対して電力が供給される。温度センサ212は、加熱素子220に隣接し、またはこれと統合されている。温度センサ212は、加熱素子220の温度を測定する。センサ212が測定した温度は、リード213を介して読み出される。熱損失を最小化するため、加熱素子220と温度センサ212を含む導管の断面は、オプションの絶縁部材230を用いて周囲から熱的に絶縁されていることが望ましい。   FIG. 2 schematically illustrates a cross-section of a conduit 200 (eg, a tube, catheter, or pipe) that includes components used to measure the calorimetric flow of liquid passing in the direction indicated by the arrow. The heating element 220 is disposed in the conduit 200 and is inserted directly into the flowing liquid. In other embodiments, element 220 is disposed on the heat conducting portion of the conduit wall. By applying a voltage via the lead 221, electric power is supplied to the heating element 220. The temperature sensor 212 is adjacent to or integrated with the heating element 220. The temperature sensor 212 measures the temperature of the heating element 220. The temperature measured by the sensor 212 is read out via the lead 213. In order to minimize heat loss, it is desirable that the cross section of the conduit including the heating element 220 and the temperature sensor 212 be thermally isolated from the surroundings using an optional insulating member 230.

複数の熱源を加熱素子220として用いることができる。加熱素子220として可能なのは例えば、電気抵抗とサーミスタまたは適切に構成された計量熱交換器である。エネルギー入力の測定およびこれを加熱素子220へ印加する手法は、使用する熱源に応じて当該分野でよく知られた技術によって実現される。   A plurality of heat sources can be used as the heating element 220. Possible heating elements 220 are, for example, an electrical resistance and a thermistor or a suitably configured metering heat exchanger. Measuring the energy input and applying it to the heating element 220 is accomplished by techniques well known in the art depending on the heat source used.

本発明の流量メータにおいて用いることができる熱センサには、例えばトランジスタ、熱電対、サーミスタ、熱電対列、および当該分野において現在知られまたは将来知られ得るその他タイプの熱センサが含まれる。   Thermal sensors that can be used in the flow meter of the present invention include, for example, transistors, thermocouples, thermistors, thermocouple arrays, and other types of thermal sensors that are now known or future known in the art.

加熱素子および温度センサは、これらの機能を説明する便宜上、個別の素子として記載した。しかし、例えば自己加熱サーミスタや抵抗熱デバイス(RTD)のような単一素子を用いて加熱と温度測定をともにできるようにする実施形態も可能である。   The heating element and the temperature sensor are shown as separate elements for convenience in explaining these functions. However, embodiments are possible that allow both heating and temperature measurement using a single element, such as a self-heating thermistor or a resistance thermal device (RTD).

アプリケーションによっては、測定精度に影響する気泡が液体の測定箇所から確実に除去されるようにする必要がある。これを実現するため、測定箇所の上流において1以上のバブルトラップを採用することができる。これに代えて、またはバブルトラップと組み合わせて、例えばガス透過薄膜のようにガスが導管から排出されるようにする換気手段を測定箇所の上流に配置することもできる。   Depending on the application, it is necessary to ensure that bubbles that affect the measurement accuracy are removed from the liquid measurement location. To achieve this, one or more bubble traps can be employed upstream of the measurement location. As an alternative or in combination with a bubble trap, a ventilation means can be arranged upstream of the measuring point, for example a gas permeable membrane that allows gas to be discharged from the conduit.

導管の方向と流量によっては、導管またはその一部は測定箇所において液体が満たされない場合がある。したがってアプリケーションによっては、測定箇所の下流にチェックバルブを設置して、測定箇所において導管が完全に満たされるだけの十分な背圧が生成されるようにするべきである。   Depending on the direction and flow rate of the conduit, the conduit or part of it may not be filled with liquid at the measurement site. Therefore, depending on the application, a check valve should be installed downstream of the measurement point to generate enough back pressure to fully fill the conduit at the measurement point.

リード213と221は、制御システムと接続されている。制御システムは、加熱素子を所定回数動作させ、温度センサおよび例えば電流計のような加熱素子に対するエネルギー入力を測定するデバイスからデータを受信し、このデータを用いて流量を判定するように構成された、電気回路またはプロセッサを備える。制御システムはまた、例えばキーパッド、キーボード、ボタン、スイッチ、タッチスクリーン、タッチパッド、トラックボール、マウスその他のポインティングデバイスなどのような入力手段を備え、これによりユーザは、時間長および/または印加される熱エネルギー量と測定周期などのようなパラメータを制御することができる。制御システムはまた、1以上のメモリ部、ディスプレイ部、システムパラメータを格納しユーザへ提示する出力手段を備える。出力手段は、有線または無線技術を用いて瞬時データまたは履歴データを遠隔地に対して送信するように構成された通信デバイスを備える。また制御システムは、出力手段を用いて、他システムに対する入力を提供する信号を送信するように構成することができる。例えば病院設備において、制御システムは、カテーテル挿入被験者から収集バッグへの尿流量が所定量を下回ったときナースステーションに対して警告を送信し、または静脈投与される薬剤の流量に異常が起こったとき警告を送信するように構成することができる。尿測定の場合において、制御システムは、測定結果を用いて腎機能の現在のリアルタイム評価およびAKIに関する状況の早期警告を提供するように構成することができる。   Leads 213 and 221 are connected to the control system. The control system is configured to operate the heating element a predetermined number of times, receive data from a temperature sensor and a device that measures energy input to the heating element, such as an ammeter, and use this data to determine the flow rate. An electric circuit or a processor. The control system also includes input means such as keypads, keyboards, buttons, switches, touch screens, touchpads, trackballs, mice and other pointing devices, so that the user can be lengthy and / or applied It is possible to control parameters such as the amount of heat energy and the measurement period. The control system also includes one or more memory units, a display unit, and output means for storing and presenting system parameters to the user. The output means comprises a communication device configured to transmit instantaneous data or historical data to a remote location using wired or wireless technology. The control system can also be configured to use the output means to transmit a signal that provides input to another system. For example, in a hospital facility, the control system sends a warning to the nurse station when the urine flow from the catheterized subject to the collection bag falls below a predetermined amount, or when an abnormal flow occurs in the intravenously administered drug. An alert can be configured to be sent. In the case of urine measurement, the control system can be configured to use the measurement results to provide a current real-time assessment of renal function and an early warning of the situation related to AKI.

従来技術と同様に、流量は下記式を用いて求めることができる:

Figure 0006116553
As with the prior art, the flow rate can be determined using the following formula:
Figure 0006116553

本発明に係る方法において、所与の液体について、液体特性を表すρとCpは一定であり、下記のように定義されるものと仮定する:

Figure 0006116553
In the method according to the invention, it is assumed that for a given liquid, ρ and Cp representing the liquid properties are constant and are defined as follows:
Figure 0006116553

したがって、所与の期間について、温度変化(ΔT)は流量の関数(またはその反対)であり、Qが一定であれば一方が増加すると他方は減少する。例えば、流量が大きくなると、より多くの熱が加熱素子から持ち去られ、ΔT(すなわち、加熱素子が加熱されていない(周囲)状態と比較してより高い温度になる程度)はより小さくなる。反対に流量が小さくなると、加熱素子から持ち去られる熱量は少なくなり、ΔTは大きくなる。 Thus, for a given time period, the temperature change (ΔT) is a function of flow rate (or vice versa), with one Q increasing and the other decreasing when Q is constant. For example, as the flow rate increases, more heat is carried away from the heating element and ΔT (ie, the degree to which the heating element is at a higher temperature compared to the unheated (ambient) state) becomes smaller. Conversely, when the flow rate is reduced, the amount of heat removed from the heating element is reduced, and ΔT is increased.

本発明に係る方法の実施形態を、図2と図3Aに示す。加熱素子220の温度はまず温度センサ212によって測定される。この測定は、図3Aの上昇曲線(温度対時間)においてTiとして示されている。温度Tiの測定に続き、既知または測定済のエネルギーが熱源に適した態様で加熱素子220に対して加えられる。最後に、エネルギー印加が完了した直後の時刻t2において、加熱素子の温度Tjが測定される。   An embodiment of the method according to the invention is shown in FIGS. 2 and 3A. The temperature of the heating element 220 is first measured by the temperature sensor 212. This measurement is shown as Ti in the rising curve (temperature vs. time) in FIG. 3A. Following the measurement of the temperature Ti, known or measured energy is applied to the heating element 220 in a manner suitable for the heat source. Finally, at time t2 immediately after the energy application is completed, the temperature Tj of the heating element is measured.

エネルギーは、様々な態様で加熱素子220に対して加えることができる。例えば電気エネルギーを抵抗加熱素子に対して以下のいずれかの方法により加えることができる:
a)使用する加熱素子と温度センサに応じて、規定期間にわたって規定電力レベル(例えばワット)を印加する(例えば1Wを60秒間または50mWを10秒間);
b)所与の第1電圧レベルから所与の第2電圧レベルへチャージしたキャパシタ回路を放電させる;
c)トランジスタを備えるコイルブースト回路を用いて、連結することにより特定の「マクロパルス」となる一連の測定した電流「マイクロパルス」を供給する。
Energy can be applied to the heating element 220 in various ways. For example, electrical energy can be applied to the resistance heating element by any of the following methods:
a) Applying a specified power level (eg watts) over a specified period (eg 1W for 60 seconds or 50mW for 10 seconds) depending on the heating element and temperature sensor used;
b) discharging the charged capacitor circuit from a given first voltage level to a given second voltage level;
c) Using a coil boost circuit with transistors, supply a series of measured currents “micropulses” that, when connected, result in a specific “macropulse”.

図3Aは、実質的に1周期の測定結果を示す。この例において、電力曲線(パワー対時間を示す下側曲線)は、矩形加熱パワーパルスが温度T1に対応する時刻t1から温度T2に対応する時刻t2まで加えられていることを示す。この結果、上側の温度変化検出曲線が得られる。この場合、温度変化はパルスの全期間にわたって測定される。すなわち、ΔT=T2−T1=Tj−Tiである。   FIG. 3A shows a measurement result of one period substantially. In this example, the power curve (lower curve showing power versus time) shows that a rectangular heating power pulse is applied from time t1 corresponding to temperature T1 to time t2 corresponding to temperature T2. As a result, the upper temperature change detection curve is obtained. In this case, the temperature change is measured over the entire duration of the pulse. That is, ΔT = T2−T1 = Tj−Ti.

ΔTを判定するための温度測定は、加熱パルスの期間と必ずしもリンクする必要はない。例えば図3Bに示すように、Tiを時刻t1の後で測定し、Tjを時刻t2の前に測定してもよい。   The temperature measurement to determine ΔT need not necessarily be linked to the duration of the heating pulse. For example, as shown in FIG. 3B, Ti may be measured after time t1, and Tj may be measured before time t2.

加熱パルスは、必ずしも図3Aと図3Bに示すように矩形でなくともよい。パルスは様々な方法で供給することができ、様々な波形を有することができる。例えば図3Cに示すように、キャパシタ放電パルス曲線であってもよい。   The heating pulse is not necessarily rectangular as shown in FIGS. 3A and 3B. The pulses can be delivered in different ways and can have different waveforms. For example, as shown in FIG. 3C, it may be a capacitor discharge pulse curve.

図3A〜図3Cは、本発明の2つの重要な特徴を示している。最初に、温度対時間グラフから見て取れるように、加熱パルスが加えられた後、すなわち時刻t2から開始して、加熱素子を通過する液体が時刻t3において概ね最初の温度値まで戻るのに、比較的長い時間がかかる。従来技術においては、新たな測定を実施できるようになる前に、温度が元の(周囲)温度から僅かに異なる範囲内へ戻るまで待つ必要がある。また、周囲温度が自然変化する状況がある。例えば体液については、被験者の体温は自然変化し、排出された体液(例えば尿)の温度もこれにしたがって変化する。同様に、環境の周囲温度が変化する場合があり、これは液体温度に影響を与える。このような状況においては、別の基準温度センサがなければ、温度測定結果が液体の現在の周囲温度を反映しているか否かを判別できない。   3A-3C illustrate two important features of the present invention. Initially, as can be seen from the temperature vs. time graph, after the heating pulse is applied, i.e. starting from time t2, the liquid passing through the heating element returns to approximately the first temperature value at time t3. It takes a long time. In the prior art, it is necessary to wait until the temperature returns to a slightly different range from the original (ambient) temperature before a new measurement can be performed. There are also situations where the ambient temperature naturally changes. For example, for the body fluid, the body temperature of the subject naturally changes, and the temperature of the discharged body fluid (for example, urine) also changes accordingly. Similarly, the ambient temperature of the environment may change, which affects the liquid temperature. In such a situation, without another reference temperature sensor, it cannot be determined whether or not the temperature measurement result reflects the current ambient temperature of the liquid.

本発明においては、時刻t3まで待ってから次の加熱パルスを加えて次の測定サイクルを開始する必要はない。さらに、最初の測定の開始温度は、第2測定の開始温度と同じである必要はない。このことを図4に示した。同図は連続する一連の加熱パルスを示している。   In the present invention, it is not necessary to wait until time t3 and then apply the next heating pulse to start the next measurement cycle. Furthermore, the starting temperature of the first measurement need not be the same as the starting temperature of the second measurement. This is shown in FIG. The figure shows a series of successive heating pulses.

を用いて流量を判定するため、一連の測定を実施する。所与の値Qについて、様々な既知の流量に関してΔTの値を本発明に係る装置によって求める。これにより、実験的に求められた、流量とΔT(または加熱変化曲線を表す点セット)とをマッピングするデータテーブルが得られる。較正データは、導管、導管内の液体、本発明に係る装置の部品、およびQの値に固有のものである。取得する態様に起因して、較正データは導管および環境に対する熱損失をも考慮に入れている。取得したテーブルを用いて、数式の形態で数学的関係を判定することができる。較正テーブルまたはグラフ(または異なるQの値それぞれについてのテーブルとグラフのセット)は、制御システムのプロセッサのメモリ内に格納される。これらをメモリから取得して、ΔTの測定値から流量を自動的に判定することができる。 To determine the flow rate using Equation 6 , a series of measurements is performed. For a given value Q, the value of ΔT is determined by the apparatus according to the invention for various known flow rates. As a result, a data table for mapping the flow rate and ΔT (or a point set representing a heating change curve) obtained experimentally is obtained. The calibration data is specific to the conduit, the liquid in the conduit, the parts of the device according to the invention, and the value of Q. Due to the manner of acquisition, the calibration data also takes into account heat losses to the conduit and the environment. Using the acquired table, the mathematical relationship can be determined in the form of a mathematical expression. A calibration table or graph (or a set of tables and graphs for each different Q value) is stored in the memory of the processor of the control system. These can be obtained from the memory and the flow rate can be automatically determined from the measured value of ΔT.

測定頻度は、測定する流体の特性に依拠する。例えば流量が一定または高速変化すると予期されるか否かである。また、流量の顕著な変化にも依拠する。すなわちこの場合は変化をできる限り早く知ることが重要である。1実施形態において、測定頻度は装置のオペレータが決定する。例えば1時間1回である。本発明の他実施形態において、測定サイクルの頻度は、流量の予想されるまたは実際の変化率の関数である。よって例えば、流量の変化が比較的大きいと予想される日中はより多くの測定を実施し、流量の変化が比較的小さいと予想される夜間はより少ない測定を実施する。   The measurement frequency depends on the characteristics of the fluid to be measured. For example, whether the flow rate is expected to be constant or change rapidly. It also relies on significant changes in flow rate. In this case, it is important to know the change as soon as possible. In one embodiment, the measurement frequency is determined by the operator of the device. For example, once per hour. In other embodiments of the invention, the frequency of the measurement cycle is a function of the expected or actual rate of change of the flow rate. Thus, for example, more measurements are performed during the day when the change in flow is expected to be relatively large, and fewer measurements are performed during the night when the change in flow is expected to be relatively small.

測定タイミングは、制御システムによって自動的に決定することもできる。1実施形態において、加熱パルスが加えられた後、制御システムは液体温度が安定値へ戻る時点を検出するようにプログラムされている。制御システムが安定状態への復帰を検出すると、制御システムは加熱素子を再び動作させて新たな測定サイクルを開始する。他実施形態において、制御システムは、規定数の前測定の間において、流量変化に基づき測定タイミングを決定することができる。   The measurement timing can also be automatically determined by the control system. In one embodiment, after the heating pulse is applied, the control system is programmed to detect when the liquid temperature returns to a stable value. When the control system detects a return to a stable state, the control system activates the heating element again and starts a new measurement cycle. In other embodiments, the control system can determine measurement timing based on flow rate changes during a specified number of previous measurements.

加熱素子に対して供給しなければならないエネルギー量は、液体の特性と流量に依拠する。パルス内の適切なエネルギー値は、所与のアプリケーションについて実験的に求めることができる。流量が大きい場合、加える加熱エネルギーを増やして信号対ノイズ比を改善してもよい。本発明の実施形態において、制御システムのプロセッサは、直近の加熱パルスにおいて測定した流量に基づき、または複数の前パルスにおいて測定した平均流量もしくは傾向推定に基づき、供給するエネルギー量を自動的に調整するように構成することができる。あるいは、前測定が不十分な加熱(すなわちΔTが特定値以下)または加熱が過大(すなわちΔTが特定値以上)であるとき、これを実施することもできる。   The amount of energy that must be supplied to the heating element depends on the properties and flow rate of the liquid. The appropriate energy value within the pulse can be determined experimentally for a given application. When the flow rate is large, the applied heating energy may be increased to improve the signal to noise ratio. In an embodiment of the present invention, the processor of the control system automatically adjusts the amount of energy delivered based on the flow rate measured in the most recent heating pulse or based on the average flow rate or trend estimate measured in multiple previous pulses. It can be constituted as follows. Alternatively, this can be performed when pre-measurement is insufficient (ie ΔT is below a certain value) or heating is excessive (ie ΔT is above a certain value).

図5に示す本発明の実施形態において、温度は加熱パルスの間に複数回測定され、これにより温度上昇曲線を表すデータ点セットを取得する。時刻t1とt2の間における得られた曲線の積分値は、流量の測定結果として用いることができる。パルス内の所与の値Qについて、この積分は流量が増えると減少するものと想定される。流量が増えるとより多くの熱が失われ、温度曲線は流量が少ないときのように上昇しないからである。結果として、時刻t1とt2の間の温度曲線下の領域は小さくなる。他実施形態と同様に、既知の流量を用いて較正測定を実施し、積分の測定値を未知の流量と関連付けるルックアップテーブルを構築することができる。   In the embodiment of the invention shown in FIG. 5, the temperature is measured multiple times during the heating pulse, thereby obtaining a set of data points representing a temperature rise curve. The integral value of the curve obtained between the times t1 and t2 can be used as a flow rate measurement result. For a given value Q in the pulse, this integral is assumed to decrease as the flow rate increases. This is because as the flow rate increases, more heat is lost and the temperature curve does not rise as when the flow rate is low. As a result, the region under the temperature curve between times t1 and t2 becomes smaller. Similar to other embodiments, a calibration measurement can be performed using a known flow rate, and a lookup table can be constructed that associates the integral measurement with the unknown flow rate.

本発明に係る装置のセンサ部すなわち加熱素子と温度センサは、特定の流線にしたがって「組み込む」ことができる。あるいは既存の流線に取り付けることができる個別ユニットとして提供することもできる。例えば尿流量を測定するため、ユニットは標準コネクタを備え、一方をカテーテルに接続し、他方を排出チューブすなわち収集バッグと接続するようにすることができる。他実施形態において、カテーテルまたは排出チューブに統合した部分として組み込むこともできる。   The sensor part of the device according to the invention, ie the heating element and the temperature sensor, can be “built in” according to specific streamlines. Alternatively, it can be provided as an individual unit that can be attached to an existing streamline. For example, to measure urine flow, the unit can be equipped with a standard connector, one connected to the catheter and the other connected to the drain tube or collection bag. In other embodiments, it can be incorporated as an integral part of the catheter or drain tube.

図6は、カテーテル挿入した被験者(図示せず)からの尿流量を測定するシステム400の実施形態を概略的に示す。カテーテル410、センサ部414(図2で詳述)、排出チューブ418、収集バッグ420、制御システム430を図示している。バブルトラップ412はシステム400のオプション部品である。   FIG. 6 schematically illustrates an embodiment of a system 400 for measuring urine flow from a catheterized subject (not shown). A catheter 410, sensor section 414 (detailed in FIG. 2), drain tube 418, collection bag 420, and control system 430 are shown. Bubble trap 412 is an optional part of system 400.

本発明の実施形態を説明目的で記載したが、特許請求の範囲を逸脱することなく、本発明の様々な変形、修正、適用が可能であることが理解されよう。   While embodiments of the invention have been described for purposes of illustration, it will be appreciated that various changes, modifications and applications of the invention may be made without departing from the scope of the claims.

Claims (12)

導管を流れる液体の体積流量を測定する装置であって、
a)前記導管内の前記液体と熱的に接触した加熱素子であって、流れる前記液体に対して既知の期間において既知の熱量を供給するように構成された、加熱素子;
b)前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサ;
c)少なくともプロセッサ、入力手段、メモリ部、ディスプレイデバイス、出力手段のいずれか1つを備えた制御システム;
を備え、
i)前記制御システムの前記プロセッサは、時刻t1に開始して時刻t2で終了するまで前記加熱素子を動作させるように構成されており;
ii)前記制御システムの前記プロセッサは、前記温度センサから前記加熱素子の前記瞬時温度の初期測定結果Tiと前記瞬時温度の最終測定結果Tjを受け取るように構成されており、Tjは既知の期間においてTiが測定された後に測定されるものであり;
iii)前記制御システムの前記メモリは、あらかじめ構築された較正テーブル、グラフ、または数学的関係を格納しており、前記構成テーブル、グラフ、または数学的関係は、前記液体に対して既知の期間において供給された既知の熱量についての前記液体の温度変化の測定値に対応する体積流量を判定するために用いることができるものであり、
前記装置は、時刻t1後にTiを測定するように構成されているとともに、時刻t2前にTjを測定するように構成されている
ことを特徴とする装置。
A device for measuring the volumetric flow rate of a liquid flowing through a conduit,
a) a heating element in thermal contact with the liquid in the conduit, the heating element configured to supply a known amount of heat to the flowing liquid for a known period of time;
b) a temperature sensor configured to measure the instantaneous temperature of the heating element;
c) a control system including at least one of a processor, an input means, a memory unit, a display device, and an output means;
With
i) The processor of the control system is configured to operate the heating element from time t1 until time t2 ends;
ii) The processor of the control system is configured to receive from the temperature sensor an initial measurement result Ti of the instantaneous temperature of the heating element and a final measurement result Tj of the instantaneous temperature, where Tj is a known period Measured after Ti is measured;
iii) The memory of the control system stores a pre-built calibration table, graph, or mathematical relationship, the configuration table, graph, or mathematical relationship at a known period for the liquid Can be used to determine a volumetric flow rate corresponding to a measured change in temperature of the liquid for a known amount of heat supplied;
The device, together configured to measure Ti after time t1, apparatus characterized by being configured to measure Tj prior to time t2.
前記制御システムの構成要素は、少なくとも以下の1つを実施するように構成されている:
a)前記制御システムの前記メモリ部と前記ディスプレイデバイスは、前記装置の動作に関する情報および前記装置の構成要素によって測定または判定された前記液体の特性に関する情報を格納しユーザに対して表示するように構成されており;
b)前記制御システムの前記出力手段は、測定した温度の瞬時値または履歴値および前記液体と前記装置に関するその他の情報を遠隔場所に対して送信するように構成されており;
c)前記制御システムの前記出力手段は、他システムに対する入力として用いることができる信号を送信するように構成されており;
d)前記制御システムの前記出力手段は、前記流量または前記液体のその他の測定された特性における所定の変化が存在する場合、警告を送信するように構成されている;
ことを特徴とする請求項1記載の装置。
The components of the control system are configured to perform at least one of the following:
a) The memory portion and the display device of the control system store and display information relating to the operation of the device and information relating to the properties of the liquid measured or determined by components of the device to the user. Composed of;
b) the output means of the control system is configured to transmit instantaneous or historical values of measured temperature and other information about the liquid and the device to a remote location;
c) the output means of the control system is configured to transmit a signal that can be used as an input to another system;
d) the output means of the control system is configured to send a warning if there is a predetermined change in the flow rate or other measured property of the liquid;
The apparatus according to claim 1.
前記装置は、少なくとも以下のいずれかを備える:
a)測定箇所の上流に配置されたバブルトラップ;
b)前記測定箇所の上流に配置されたガス透過薄膜;
ことを特徴とする請求項1記載の装置。
The apparatus comprises at least one of the following:
a) a bubble trap placed upstream of the measurement point;
b) a gas permeable thin film disposed upstream of the measurement location;
The apparatus according to claim 1.
前記装置は、前記導管に接続し、またはその一部として構成されている
ことを特徴とする請求項1記載の装置。
The apparatus of claim 1, wherein the apparatus is connected to or configured as part of the conduit.
前記導管は、被験者から通じるカテーテルまたは排出チューブである
ことを特徴とする請求項4記載の装置。
The apparatus according to claim 4, wherein the conduit is a catheter or a drain tube communicating with a subject.
前記制御システムの前記プロセッサは、尿の流量の測定結果を用いて腎機能の現在のリアルタイム評価およびAKIに関する状況の早期警告を提供するように構成されている ことを特徴とする請求項5記載の装置。   6. The processor of claim 5, wherein the processor of the control system is configured to provide a current real-time assessment of renal function and an early warning of a situation related to AKI using measurement results of urine flow. apparatus. 導管を流れる液体の体積流量をリアルタイム測定する方法であって、前記方法は、流れる前記液体と熱的に接触し、流れる前記液体に対して既知の期間において既知の熱量を供給するように構成された加熱素子;前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサ;プロセッサとメモリ部を有する制御システム;を備える装置を用い、前記方法は:
i)時刻t1に開始して時刻t2で終了するまで前記加熱素子を動作させるステップ;
ii)前記加熱素子の温度Tiを測定するステップ;
iii)温度Tiが測定された後に既知の期間において前記加熱素子の温度Tjを測定するステップ;
iv)前記既知の熱量について構築された較正テーブル、グラフ、または数学的関係を前記メモリ部から呼び出し、前記較正テーブル、グラフ、または数学的関係から前記測定したTj−Tiの値に対応する前記流量を判定するステップ;
を有し、
Tiは、時刻t1後に測定され、
Tjは、時刻t2前に測定される
ことを特徴とする方法。
A method for measuring a volumetric flow rate of a liquid flowing in a conduit in real time, the method being in thermal contact with the flowing liquid and configured to supply a known amount of heat to the flowing liquid for a known period of time. Using an apparatus comprising: a heating element; a temperature sensor configured to measure an instantaneous temperature of the heating element; a control system having a processor and a memory unit;
i) operating the heating element starting at time t1 and ending at time t2;
ii) measuring the temperature Ti of the heating element;
iii) measuring the temperature Tj of the heating element in a known period after the temperature Ti is measured;
iv) Calling a calibration table, graph, or mathematical relationship constructed for the known amount of heat from the memory unit, and the flow rate corresponding to the measured Tj-Ti value from the calibration table, graph, or mathematical relationship Determining
Have
Ti is measured after the time t1,
Tj, a method characterized in that it is measured before the time t2.
前記方法は、被験者から通じるカテーテルまたは排出チューブを介して前記液体の体積流量を測定するように構成されている
ことを特徴とする請求項7記載の方法。
The method of claim 7, wherein the method is configured to measure the volumetric flow rate of the liquid via a catheter or drain tube leading from a subject.
前記液体は尿であることを特徴とする請求項8記載の方法。   The method of claim 8, wherein the liquid is urine. 前記測定の結果を用いて急性腎不全のリスクおよびそのステージを検出する
ことを特徴とする請求項9記載の方法。
The method according to claim 9, wherein a risk of acute renal failure and a stage thereof are detected using a result of the measurement.
導管を流れる液体と熱的に接触しており前記流れる液体に対して既知の期間において既知の熱量を供給するように構成された加熱素子と、前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサとを用いて、前記加熱素子によって既知の期間において前記液体に対して供給された既知の熱量についての前記液体の温度変化の測定値に対応する前記流量の値を判定するために用いることができる較正テーブル、グラフ、または数学的関係を構築する方法であって、前記方法は:
a)前記流量を既知の固定値に調整するステップ;
b)時刻t1に開始して時刻t2で終了するまで前記加熱素子を動作させるステップ;
c)前記加熱素子の温度Tiを測定するステップ;
d)温度Tiが測定された後に既知の期間において前記加熱素子の温度Tjを測定するステップ;
e)前記流量の値、TiとTjの測定の間の既知の期間において前記液体に対して供給される熱量の値、およびTj−Tiの値をメモリ部へ格納するステップ;
f)複数の流量の既知の値に対してステップaからeを繰り返すステップ;
を有し、
Tiは時刻t1後に測定され、Tjは時刻t2前に測定される
ことを特徴とする方法。
A heating element that is in thermal contact with the liquid flowing through the conduit and is configured to supply a known amount of heat to the flowing liquid for a known period of time, and is configured to measure the instantaneous temperature of the heating element. And using the temperature sensor to determine a value of the flow rate corresponding to a measured value of the temperature change of the liquid for a known amount of heat supplied to the liquid in a known period by the heating element. A method of building a calibration table, graph, or mathematical relationship that can be:
a) adjusting the flow rate to a known fixed value;
b) operating the heating element starting at time t1 and ending at time t2;
c) measuring the temperature Ti of the heating element;
d) measuring the temperature Tj of the heating element in a known period after the temperature Ti is measured;
e) storing the value of the flow rate, the value of the amount of heat supplied to the liquid in a known period between the measurement of Ti and Tj, and the value of Tj-Ti in a memory unit;
f) repeating steps a to e for known values of a plurality of flow rates;
Have
Ti is measured after the time t1, method characterized in that Tj is measured before time t2.
装置を用いて、導管を流れる液体の体積流量を測定する方法であって、
前記装置は、
前記液体と熱的に接触した加熱素子であって、流れる前記液体に対して既知の期間において既知の熱量を供給するように構成された、加熱素子、
前記加熱素子の瞬時温度を測定するように構成された温度センサ、
プロセッサとメモリ部を備えた制御システム、
を備え、
前記方法は、
a)時刻t1に開始して時刻t2で終了するまで前記加熱素子を動作させて前記既知の熱量を供給するステップ;
b)前記加熱素子の温度を複数回測定することにより、前記温度の上昇曲線を表すデータポイントセットを取得するステップ;
c)前記既知の熱量に関する較正テーブル、グラフ、または数学的関係をメモリから呼び出すステップ;
d)前記較正テーブル、グラフ、または数学的関係から、前記温度の上昇曲線に対応する前記体積流量の値を判定するステップ;
を有し、
前記加熱素子の温度変化の測定は、時刻t1後と時刻t2前において複数回実施される
ことを特徴とする方法。
A method for measuring the volumetric flow rate of a liquid flowing through a conduit using an apparatus, comprising:
The device is
A heating element in thermal contact with the liquid, the heating element configured to supply a known amount of heat to the flowing liquid for a known period of time;
A temperature sensor configured to measure an instantaneous temperature of the heating element;
A control system with a processor and memory,
With
The method
a) operating the heating element to supply the known amount of heat starting at time t1 and ending at time t2;
b) obtaining a data point set representing the temperature rise curve by measuring the temperature of the heating element a plurality of times;
c) recalling a calibration table, graph, or mathematical relationship for the known heat quantity from memory;
d) determining from the calibration table, graph, or mathematical relationship the value of the volumetric flow rate corresponding to the temperature rise curve;
Have
The measurement of the temperature change of the heating element, wherein the carried out several times in the previous and t2 after time t1.
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